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哈爾濱工業(yè)大學(xué)微系統(tǒng)與微結(jié)構(gòu)制造教育部重點實驗室賀強教授團隊在仿細菌膠體馬達研究取得重要進展，研究成果以“仿細菌膠體馬達集群的宏觀趨化運動”(Macroscale Chemotaxis from a Swarm of Bacteria-Mimicking Nanoswimmers)為題發(fā)表在國際著名期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.，影響因子12.257），并被選為當(dāng)期的熱點論文（Hot Paper）。

在自然界中，細菌的趨化能力幫助它們適應(yīng)周圍環(huán)境的變化，獲得有限的營養(yǎng)并在生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)有利生存環(huán)境。受細菌集群趨化運動啟發(fā)，研究團隊構(gòu)筑了仿細菌集群趨化行為的葡萄糖驅(qū)動聚合物刷膠體馬達。該馬達以膠體金為主體，一側(cè)通過化學(xué)交聯(lián)法修飾葡萄糖氧化酶，另一側(cè)借助原子轉(zhuǎn)移自由基聚合，將長度可控的親水聚合物刷接枝到膠體馬達表面。在含有葡萄糖作為燃料的環(huán)境中，該馬達像細菌一樣通過分解葡萄糖作為能量來源，以每秒高于自身體長120倍的速度前進。研究表明類似細菌鞭毛結(jié)構(gòu)的聚合物刷增強了膠體馬達的平移運動，顯著提高了其運動效率。更重要的是，這些膠體馬達能夠像細菌一樣沿葡萄糖源梯度發(fā)生集群趨向運動，這種集群趨向現(xiàn)象甚至可以在宏觀下觀察到。這種仿細菌的集群趨向運動研究不僅可幫助人們理解和調(diào)控活性物質(zhì)，拓展對生命系統(tǒng)中自組織行為的認知，也有望推進膠體馬達在活性智能材料、精準(zhǔn)醫(yī)療等方面的應(yīng)用。

文章發(fā)表后，先后被Science Daily、Phys.org、Nanowerk以及ChemistryViews等報道。

原文鏈接：

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.201907733

新聞鏈接：

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190731125424.htm

https://phys.org/news/2019-07-gold-nanoparticles.html

https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=53298.php

https://www.chemistryviews.org/details/ezine/11173784/Swarming_Gold_Nanoparticles.html